[發明專利]一種利用廢料粒徑控制制備輕質高強隔熱材料的方法及其制得的產品

有效

• 申請號: 201410315087.1
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104058725B
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 顧幸勇;戴亞鵬;羅婷;董偉霞
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷學院
• 主分類號: C04B33/135
• 分類號: C04B33/135
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于保溫隔熱材料（陶瓷）領域，具體涉及一種利用廢料粒徑控制制備輕質高強隔熱材料的方法及其制得的產品。

背景技術

近年來，相對我國經濟的飛速發展，我國在能源生產的發展卻要相對落后得多，而目前能解決能源短缺最好辦法之一還是節能，即減少熱損失、提高熱能的利用效率、減少能源浪費等。國際上將節能工程當作“第五能源”，和石油、煤、天然氣和電力一同作為五大常規能源，而節能的最重要措施之一就是發展和應用輕質隔熱材料。

粉煤灰漂珠是指從火力發電廠的廢料粉煤灰中篩取出來的一種硅鋁質珠狀微小玻璃顆粒，其結構具有壁薄中空的特點，重量輕，因能夠漂浮在水面上，所以叫做“漂珠”。粉煤灰漂珠來源于粉煤灰，具有粉煤灰的許多特性，但因其獨特的形成條件，使得漂珠具有比粉煤灰更優越的性能。作為一種新開發的新型功能材料，它微小而空心，質輕卻高強，保溫且耐火，是制造輕質隔熱材料的理想原料，當前在建筑材料、石油化工、冶金、機械等行業和領域中已有著十分廣闊的用途，在其它一些領域中也正顯示出其寬闊的應用發展前景和深厚的發展潛力，被譽為“空間時代材料”。

隨著現代工業窯爐和高溫設備對輕質隔熱材料的需求，以及航天技術的迅速發展，傳統的單一組分的輕質隔熱材料由于存在各種各樣的問題，已經不能滿足輕質隔熱材料應用在惡劣環境當中。目前常用的輕質隔熱制品，如輕質粘土磚、硅藻土保溫磚、輕質高鋁制品，甚至是一些高級耐火制品，雖然體積密度較低，但抗壓強度不高，隔熱性能也一般，詳細參數見圖4。在保溫隔熱材料領域，利用粉煤灰漂珠作為主要原料代替傳統原料制備輕質隔熱材料已有應用，但用量大多在60-80%左右，并且在低體積密度下的抗壓強度也都不高，因此采用高摻量粒徑控制的粉煤灰漂珠制備輕質高強隔熱材料不僅具有很大的創新性，而且具備很好的應用前景和發展前途。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種利用廢料粒徑控制粉煤灰漂珠制備輕質高強隔熱材料的方法及其制得的產品。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案是：一種利用廢料粒徑控制制備輕質高強隔熱材料的方法，以廢料粉煤灰漂珠為主要原料，膨潤土和鎂質粘土為輔助原料,其原料配方的重量百分比組成為：

粉煤灰漂珠80～95wt%、膨潤土5～20wt%、鎂質粘土（外加）1～5wt%、PVA（外加）1～4wt%，經配料、干混、濕混、陳腐、擠壓成型、干燥、燒成后獲得制品，其中燒結溫度為：1200～1300℃，保溫30min。

所述廢料粉煤灰漂珠的粒徑范圍控制為80～120目、120～160目、160～200目。

所述廢料粉煤灰漂珠的粒徑為80～120目范圍內時，制得產品的體積密度0.42～0.77g/cm³、抗壓強度為1.52～19.8MPa、導熱性為0.08～0.22。

所述廢料粉煤灰漂珠的粒徑為120～160目范圍內時，制得產品的體積密度0.38～1.04g/cm³、抗壓強度為1.5～39.5MPa、導熱性為0.07～0.26。

所述廢料粉煤灰漂珠的粒徑為160～200目范圍內時，制得產品的體積密度0.47～0.72g/cm³、抗壓強度為4.9～18.5MPa、導熱性為0.11～0.2。

通過XRD、SEM及其它測試手段研究分析表明：本發明制備的隔熱材料結構中有較多的石英、莫來石（粉煤灰漂珠引入和反應生成）主晶相，材料內部漂珠與漂珠間的結合程度也較好，這都是導致隔熱材料輕質且高強的主要因素。

本發明采用工業廢料粉煤灰漂珠和常見的礦物為原料，其來源廣泛，成本低廉，不僅可以減少環境污染、降低生產成本、降低資源浪費，并且制備的隔熱材料具有質量輕、強度高、保溫隔熱性能優良的優點，因此可廣泛應用于各類隔熱產品中。

附圖說明

圖1是實施例5的樣品在1250℃下的表面SEM圖譜；

圖2是實施例6的樣品在1300℃下的表面SEM圖譜；

圖3是實施例6樣品在1300℃下的XRD圖；

圖4是現有技術中高鋁質隔熱磚和漂珠磚的性能參數。

具體實施方式

實施例1：

按下述原料配方的重量百分比組成，將原料混合配料、干混、濕混、陳腐、擠壓成型、干燥、燒成后獲得制品，其中燒結溫度為：1200℃，保溫30min；